Селенгу отдают искусственному интеллекту: учёные готовят цифрового двойника главного притока Байкала

Селенгу решили отстроить в цифровом формате: с помощью спутников, математических моделей и искусственного интеллекта. Система позволит спрогнозировать, что произойдёт с главным притоком Байкала в будущем при любых аномалиях. Но чтобы смоделировать реку целиком, учёным придётся восполнять данные о той её части, которая пока плохо изучена. Бабр рассказывает о новом научном эксперименте.

Российские и монгольские учёные начали создавать цифрового двойника бассейна Селенги – крупнейшей реки, впадающей в Байкал. Проект рассчитан до конца 2028 года. В одной системе хотят собрать спутниковые снимки, наземные наблюдения, данные экспедиций, климатические показатели, модели рельефа и гидравлические расчёты. Затем эту конструкцию дополнят с помощью искусственного интеллекта.

Инициативу по моделированию реки представили в июле 2026 года на совместном конкурсе Российского научного фонда и Минэкономразвития Монголии. Она получила положительную экспертизу с обеих сторон. В работе примут участие Иркутский институт динамики систем и теории управления СО РАН, Институт систем энергетики СО РАН и Институт географии и геоэкологии Монгольской академии наук.

Сама идея оцифровать Селенгу возникла давно. Российские специалисты уже несколько лет занимаются моделированием реки в связи с возможным строительством гидроэнергетических объектов в Монголии.

В феврале 2026 года, например, в Иркутске российско-монгольская рабочая группа обсуждала комплексную оценку воздействия проекта ГЭС «Эгийн-Гол» на Селенгу и Байкал. Один из участников нынешнего проекта Алексей Хмельнов тогда представлял работу по построению модели рельефа российской части Селенги.

Теперь задачу решили расширить до всего трансграничного бассейна. Это важно как минимум по одной причине: Селенга является главным притоком Байкала, её бассейн занимает около 450 тысяч квадратных километров и лежит в двух странах. Сама река даёт примерно половину притока воды в озеро, находящегося под охраной ЮНЕСКО. Кроме того, на монгольской территории в бассейне находятся крупные города, сельскохозяйственные районы и территории интенсивной добычи полезных ископаемых. Поэтому изменение воды в Монголии рано или поздно становится российской проблемой.

Цифрового двойника можно считать огромной математической моделью, отвечающей на вопрос «что, если?». Если изменится количество осадков, как это отразится на стоке? Если построить гидротехническое сооружение и изменить режим пропуска воды, какие ожидать последствия ниже по течению? Если климатические сценарии дадут иное распределение температуры и осадков, как изменится расход воды?

Для этого учёные создадут гидрологические и гидравлические модели отдельно российской и монгольской частей бассейна. Они будут учитывать уровни и расходы воды, температуру, осадки, испарение, рельеф и другие параметры. Затем модели объединят с большими массивами климатических данных международного проекта CMIP. Предварительный горизонт прогноза – 2040 год.

В то же время учёные понимают, что всех перечисленных данных недостаточно. Старший научный сотрудник ИСЭМ СО РАН Евгений Осипчук объяснил, что для верификации, устранения пропусков и расширения данных наблюдений потребуются ИИ-технологии. Нейросеть будет не только анализировать реальность, но и помогать восстанавливать то, чего в реальных наблюдениях не хватает. Это одновременно преимущество и слабое место всей системы.

Модель может связать воедино данные, которые человек физически не способен обработать в таком объёме. Но «восстановленное» нейросетью значение нельзя назвать фактическим измерением. Если на каком-то участке реки десятилетиями не было полноценного мониторинга, алгоритм не сможет в точности оценить, что там происходило.

Справка: CMIP (Coupled Model Intercomparison Project) – масштабный международный научный проект под эгидой Всемирной программы исследований климата (WCRP), который создаёт единую основу для тестирования и сравнения глобальных климатических моделей.

Ещё в предыдущих исследованиях бассейна учёные отмечали, что станционная сеть в азиатской части России слишком редкая для такого огромного водосбора: точечные измерения не всегда репрезентативны для всей территории. Гидрологические модели как раз позволяют компенсировать эту пространственную «слепоту».

Летом 2026 года исследователи уже начали закрывать часть таких пробелов на земле. Российские и монгольские специалисты обследовали десять ключевых участков русла по обе стороны границы. Их интересовали, в частности, места, где Селенга идёт единым руслом: там проще определить общий расход воды и посмотреть, как он меняется после впадения притоков. В 2027 году отдельные участки планируют обследовать повторно.

Цифровой двойник потенциально может стать хорошим инструментом экологического мониторинга, причём быть полезным не только для оценки воздействия хозяйственной деятельности и климатических изменений. Отчасти его можно применить и для контроля за работой местного бизнеса.

Для горнодобывающей отрасли это особенно интересно. Исследования верхней Селенги уже фиксировали связь между отдельными участками добычи и ухудшением химического состояния воды. В одном из исследований 36 точек в монгольской части бассейна обнаруживались повышенные концентрации различных металлов и других загрязнителей; наиболее выраженные загрязнения были связаны с горнодобывающими территориями.

Ранее Бабр писал о влиянии «золотой лихорадки» в Монголии на воды Селенги.

Спутниковый мониторинг также способен обнаруживать незаконные разработки карьеров. Известны исследования с использованием радиолокационной съемки InSAR, которые уже показывали возможность выявлять незаконную открытую добычу по изменениям поверхности земли и сопоставлять их с границами разрешенных участков. Однако модель двойника для такого слабовата, её необходимо дополнять химическими пробами и бюрократической волокитой.

Тем не менее, если данные будут использоваться при оценке новых ГЭС, водозаборов, горных разработок и крупных сельскохозяйственных проектов, проект получит практический смысл и сможет быть внедрён для дальнейшего мониторинга Селенги.

Бабр продолжит следить за развитием событий.

Фото: Бабр, Евгений Грин/ apertura.me